4。1  子流域划分 19

4。2  子流域分类 21

4。3  本章小结 23

结  论 25

参 考 文 献 26

致  谢 28

1绪论

1。1  问题的提出

上世纪九十年代，基于美国前副总统戈尔《数字地球》的演讲 ，“数字地球”[1]衍生出了“数字中国”、“数字城市”、“数字流域”等众多新概念在国际水文领域广泛流传，引起了世界各国领导和专家学者的重视。“数字流域”的概念在1998年由张勇传[2]院士提出，此后我国进入到“数字黄河”、“数字海河”、“数字长江”等一系列数字流域的建设规划。迫于我国的水资源问题十分严峻，亟需分析数字化的流域特征以研究和解决我国江河水利水害问题。论文网

在传统的流域水文分析中，水文特征信息的采集和整理全部由手工完成，耗时巨大，并且精确度较低，因此水资源的管理规划需要自动化的、快速精确的改革。基于对水资源的变革需求，“数字流域”这一概念被人们广泛应用于水利建设中，“数字流域”是“数字地球”的有机组成部分，它是关于流域的信息集合。全局化的数字流域分析可以精确模拟流域特征和发展规律，为城市规划、防洪灌溉等多方面提供服务。

随着GIS技术的飞速发展，DEM被广泛应用，基于DEM[3。4]的数字水系和流域的提取可以高效又准确的建立水文模型，DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型）的概念是Miller在1958年提出来的，它是描述地面高程值在空间分布上的一组有序数组，是数字地形模型的组件之一。针对不同的地形复杂程度，DEM数据能够利用不同的分辨率反映出局部地形的特征[5]，这样就便于计算机自动提取出一定地理范围里的河流水系，因此它是研究流域水文模型[6]的主要基础数据。

1。2  研究背景与意义

随着计算机技术在地理信息科学领域的深入应用,使得能够反映水量空间变异性的分布式流域模型和快速高效地采集水文要素[7]信息的研究受到越来越广泛地重视,实现这种分布式流域模型的基础数据需要通过提取水文要素实现,如果不能高效准确地提取水文要素,那么分布式流域模型[8]对于水资源的管理也将是毫无意义和无从谈起。水文要素之间的汇流关系是流域结构内在存在的,如果能够把这个内在关系通过水文要素的空间属性直接表现出来,对于分布式流域模型的建立会带来很大的便利。在著名的黄山风景区域，由于年降雨量分布极不均匀，导致地表径流分配也极不均匀，水土流失严重，易发生山体滑坡等灾害，严重威胁风景区的安全，制约当地经济协调发展。在利用已有的研究方法和软件支持基础上，提取出黄山地表河网的水系和支流，从而有效地预测山体滑坡等灾害的发生，为水资源利用、生态保护提供强有力的技术支持。

1。3  国内外研究现状

从上世纪50年代以来，DEM作为一种新型的数据类型出现了，由于其便于计算机处理及诸多的优点使其在工程计算、地形地貌分析、地理模拟等领域得到广泛的应用,并且得到了较好的结果[9]。在数字水文模型建立、水土保持研究等领域，国外早在上世纪60年代就开始利用DEM自动提取流域特征，在八九十年代研究进入巅峰，反观国内在这方面的研究是从上世纪90年代开始，足足落后了30年，研究的重点也是基于国内的研究基础上的改进。在流域特征提取领域，80年代之前，研究范围较小，仅限于山谷线和山脊线的识别和提取[10]。在80至90年代，对于该领域的研究得了飞速的发展，实现了河网水系的提取、流域边界的识别、子流域的提取及地表特征的提取，并且同时出现了各种不同的方法[11]。